Yêu cầu cần đạt

  • Trình bày được cấu trúc chung của mạch điện, thành phần và chức năng của các bộ phận chính trên mạch điện.
  • Vẽ và mô tả được sơ đồ khối của mạch điện điều khiển đơn giản.
Hình 14.1. A simple electrical circuit diagram with a power source (+-), a main switch K, and two lamps D1, D2. Switch K1 is in series with D1, and K2 is in series with D2. The parallel combination of (K1-D1) and (K2-D2) is in series with K.

Kể tên các thành phần cơ bản có trong mạch điện đơn giản ở Hình 14.1. Khi nào đèn D1, D2 cùng sáng?

Mạch điện

Mạch điện là một tập hợp các phần tử như nguồn điện; phụ tải; thiết bị đóng cắt, điều khiển và bảo vệ được nối với nhau bằng dây dẫn để thực hiện chức năng nhất định. Hình 14.2 thể hiện sơ đồ cấu trúc của mạch điện gồm 3 khối:

Hình 14.2. Block diagram showing 'Nguồn điện' (Power source) -> 'Truyền dẫn, đóng cắt, điều khiển và bảo vệ' (Transmission, switching, control and protection) -> 'Phụ tải' (Load).
Hình 14.3. Six images (a, b, c, d, e, g) showing electrical components: (a) Car battery, (b) Light bulb, (c) Fuse, (d) Light switches, (e) Circuit breaker, (g) Electric fan.

KHÁM PHÁ

Quan sát Hình 14.3, cho biết tên gọi các phần tử của mạch điện có trong hình.

Mỗi phần tử trong mạch điện có những vai trò khác nhau. Trong đó:

Nguồn điện cung cấp năng lượng điện cho mạch điện hoạt động. Nguồn điện có thể lấy từ pin, acquy, lưới điện,...

Truyền dẫn, đóng cắt, điều khiển và bảo vệ dùng để truyền tải, đóng cắt nguồn điện, bảo vệ mạch điện khỏi bị quá tải, chập cháy. Ví dụ: dây dẫn, công tắc, cầu chì, ap to mát, cầu dao,...

Phụ tải là phần tử sử dụng năng lượng điện như: đèn điện, quạt điện,....

Trên các sơ đồ mạch điện, người ta sử dụng các kí hiệu quy ước để biểu thị các phần tử trong mạch điện để giúp cho việc thông tin dễ dàng hơn (Bảng 14.1).

Mạch điện điều khiển

Mạch điện điều khiển là mạch điện được sử dụng để thực hiện chức năng điều khiển. Mạch điện điều khiển thường có sơ đồ khối như Hình 14.4.

Hình 14.4. Block diagram showing 'Nguồn điện' (Power source) -> 'Cảm biến, bộ phận xử lí điều khiển' (Sensor, control processing unit) -> 'Đối tượng điều khiển' (Controlled object).

Mạch điện điều khiển đơn giản thường gồm: nguồn điện; cảm biến, bộ phận xử lí và điều khiển; đối tượng điều khiển.

Nguồn điện: cung cấp năng lượng điện cho mạch hoạt động.

Cảm biến, bộ phận xử lí và điều khiển: + Cảm biến: có nhiệm vụ cảm nhận và biến đồi đại lượng vật lí, hoá học, sinh học cần đo thành tín hiệu điện. + Bộ phận xử lí và điều khiển: tiếp nhận và xử lí tín hiệu điện từ cảm biến thành tín hiệu điều khiển tới đối tượng điều khiển.

Đối tượng điều khiển: là các đối tượng được điều khiển để thực hiện một chức năng nào đó như máy bơm nước (trong mạch tưới nước tự động), bóng đèn (trong mạch chiếu sáng tự động), còi (trong mạch báo cháy),....

KHÁM PHÁ

Quan sát Hình 14.5 và cho biết: Ứng dụng của mỗi mạch điện điều khiển. Tên và chức năng của các thiết bị cảm biến, đối tượng điều khiển ở các hình.

Hình 14.5. Three images (a, b, c) showing real-world applications of control circuits. Image (a) shows a smoke sensor (Cảm biến khói) connected to a control unit (Bộ phận xử lí và điều khiển) which activates an alarm (Còi báo) and a flashing light (Đèn chớp). Image (b) shows a soil moisture sensor (Cảm biến độ ẩm) connected to a control unit which controls a water pump (Máy bơm). Image (c) shows a proximity sensor (Cảm biến tiệm cận) connected to a control unit which activates an alarm (Còi báo).
KẾT NỐI NGHỀ NGHIỆP

Kĩ sư điện (Electrical engineer) là người lắp đặt, vận hành và bảo trì mạng lưới điện. Kĩ sư điện cũng là những chuyên gia về các mạch điện trong các sản phẩm như máy tính và các thiết bị gia dụng.

VẬN DỤNG

1. Kể tên nguồn điện; thiết bị đóng cắt, điều khiển và bảo vệ; phụ tài có trong mạch điện ở gia đình em. 2. Vẽ và mô tả sơ đồ khối của một mạch điện điều khiển đơn giản mà em biết.

Xem bản PDF nguyên trang sách: Công nghệ 8 – Kết nối tri thức với cuộc sống (trang 72–74).